Nhiều nghiên cứu cho thấy chitosan có thể sử dụng nhƣ là tác nhân thu hồi protein từ nƣớc thải của ngành công nghệ thực phẩm nhƣ thu hồi protein từ nƣớc rửa surimi, dịch thải máu cá, nƣớc thải trong quá trình chế biến cá, chế biến sữa… Cơ chế của tác nhân này tƣơng tự nhƣ các dung môi hữu cơ, các polyme sẽ làm mất lớp vỏ hydrate bao quanh phân tử protein gây nên kết tủa protein (Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2010; Pinotti và cộng sự, 1997) [13, 48].
Trong các polyme hữu cơ thì chitosan đƣợc ứng dụng rộng rãi vì tính chất đặc trƣng mang điện tích dƣơng nên có thể tƣơng tác với phần lớn các chất hữu cơ mang điện tích âm. Chitosan thể hiện là một chất keo tụ, tạo bông tốt, ứng dụng có hiệu quả trong việc thu hồi các chất hữu cơ trong nƣớc, đặc biệt là protein. Bổ sung chitosan với vai trò là chất trợ lắng ở tỷ lệ 80 ppm có thể thu hồi đƣợc trên 55% protein hòa tan trong nƣớc rửa surimi với thời gian xử lý 15 – 20 phút (Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2010) [13]. Phân tử chitosan cũng có khả năng hấp phụ, tạo cầu nối để liên kết các hạt keo protein đã kết tủa thành các phân tử có kích thƣớc lớn hơn và lắng xuống. Ngoài ra, chitosan có độ deacetyl cao thì trong dung dịch có chứa nhiều gốc amin tích điện dƣơng sẽ trung hòa điện tích của các phân tử protein tích điện âm trong dung dịch nƣớc rửa, giảm khả năng hydrat hóa, tập hợp lại và kết tụ (Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2010) [13]. Ngoài ra, nồng độ chitosan cũng ảnh hƣởng lớn đến hiệu quả thu hồi, cần sử dụng chitosan ở một nồng độ hợp lý vì khi tăng nồng độ chitosan làm tăng số điện
tích cùng dấu, đẩy nhau tạo nên một mạng lƣới keo, nên cản trở quá trình keo tụ lắng xuống của các phân tử protein. Chitosan có độ deacetyl hóa càng cao thì các nhóm tích điện dƣơng trên mạch chitosan càng nhiều, thuận lợi trong tƣơng tác ion để thu hồi protein hòa tan.
Ƣu điểm của phƣơng pháp này là các kết tủa polyme hầu nhƣ không gây biến tính protein, không độc hại và hiệu quả thu nhận cao. Do đó phƣơng pháp này áp dụng để tận thu các chế phẩm enzyme và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác.